WAV音频格式

来源:互联网 发布:java状态模式 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 12:03
WAV是音频文件存储格式,不是音频的编解码。另可见,WAV格式常见的几种压缩形式(compression code)。

1、综述
    WAVE
文件作为多媒体中使用的声波文件格式之一,它是以RIFF格式为标准的。RIFF是英文Resource Interchange File Format的缩写,每个WAVE文件的头四个字节便是“RIFF”
    WAVE
文件是由若干个Chunk组成的。按照在文件中的出现位置包括:RIFF WAVE Chunk, Format Chunk, Fact Chunk(可选), Data Chunk。具体见下图:

------------------------------------------------
|             RIFF WAVE Chunk                  |
|             ID  = 'RIFF'                     |
|             RiffType = 'WAVE'                |
------------------------------------------------
|             Format Chunk                     |
|             ID = 'fmt '                      |
------------------------------------------------
|             Fact Chunk(optional)             |
|             ID = 'fact'                      |
------------------------------------------------
|             Data Chunk                       |
|             ID = 'data'                      |
------------------------------------------------
            
1   Wav格式包含Chunk示例

    其中除了Fact Chunk外,其他三个Chunk是必须的。每个Chunk有各自的ID,位于Chunk最开始位置,作为标示,而且均为4个字节。并且紧跟在ID后面的是Chunk大小(去除IDSize所占的字节数后剩下的其他字节数目),4个字节表示,低字节表示数值低位,高字节表示数值高位。下面具体介绍各个Chunk内容。
    注意
所有数值表示均为低字节表示低位,高字节表示高位。

2、具体介绍
RIFF WAVE Chunk
    ==================================
    |       |
所占字节数|  具体内容   |
    ==================================
    | ID    |  4 Bytes |   'RIFF'    |
    ----------------------------------
    | Size  |  4 Bytes |             |
    ----------------------------------
    | Type  |  4 Bytes |   'WAVE'    |
    ----------------------------------
            
2  RIFF WAVE Chunk

    'FIFF'作为标示,然后紧跟着为size字段,该size是整个wav文件大小减去IDSize所占用的字节数,即FileLen - 8 = Size。然后是Type字段,为'WAVE',表示是wav文件。

Format Chunk
    ====================================================================
    |               |   
字节数  |              具体内容
                |
    ====================================================================
    | ID            |  4 Bytes  |   'fmt '                             |
    --------------------------------------------------------------------
    | Size          |  4 Bytes  | 
数值为161818则最后又附加信息
     |
    --------------------------------------------------------------------  ----
    | FormatTag     |  2 Bytes  | 
编码方式,一般为
0x0001               |     |
    --------------------------------------------------------------------     |
    | Channels      |  2 Bytes  | 
声道数目,1--单声道;2--双声道
       |     |
    --------------------------------------------------------------------     |
    | SamplesPerSec |  4 Bytes  | 
采样频率
                             |     |
    --------------------------------------------------------------------     |
    | AvgBytesPerSec|  4 Bytes  | 
每秒所需字节数
                       |     |===> WAVE_FORMAT
    --------------------------------------------------------------------     |
    | BlockAlign    |  2 Bytes  | 
数据块对齐单位(每个采样需要的字节数
) |     |
    --------------------------------------------------------------------     |
    | BitsPerSample |  2 Bytes  | 
每个采样需要的bit
                  |     |
    --------------------------------------------------------------------     |
    |               |  2 Bytes  | 
附加信息(可选,通过Size来判断有无)
 |     |
    --------------------------------------------------------------------  ----
                            
3  Format Chunk

    'fmt '作为标示。一般情况下Size16,此时最后附加信息没有;如果为18,则最后多了2个字节的附加信息。主要由一些软件制成的wav格式中含有该2个字节的附加信息。

Fact Chunk
    ==================================
    |       |
所占字节数|  具体内容   |
    ==================================
    | ID    |  4 Bytes |   'fact'    |
    ----------------------------------
    | Size  |  4 Bytes |   
数值为
4   |
    ----------------------------------
    | data  |  4 Bytes |             |
    ----------------------------------
            
4  Fact Chunk

    Fact Chunk是可选字段,一般当wav文件由某些软件转化而成,则包含该Chunk
 

Data Chunk
    ==================================
    |       |
所占字节数|  具体内容
   |
    ==================================
    | ID    |  4 Bytes |   'data'    |
    ----------------------------------
    | Size  |  4 Bytes |             |
    ----------------------------------
    | data  |          |             |
    ----------------------------------
             
5 Data Chunk

    Data Chunk是真正保存wav数据的地方,以'data'作为该Chunk的标示。然后是数据的大小。紧接着就是wav数据。根据Format Chunk中的声道数以及采样bit数,wav数据的bit位置可以分成以下几种形式:
    ---------------------------------------------------------------------
    |   
单声道  |    取样1    |    取样2    |    取样3    |    取样4    |
    |           |--------------------------------------------------------
    |  8bit
量化 |    声道0    |    声道0    |    声道0    |    声道
0    |
    ---------------------------------------------------------------------
    |   
双声道  |          取样1            |           取样
2           |
    |           |--------------------------------------------------------
    |  8bit
量化 |  声道0()  |  声道1()  |  声道0()  |  声道1(
)  |
    ---------------------------------------------------------------------
    |           |          
取样1            |           取样
2           |
    |   
单声道
  |--------------------------------------------------------
    | 16bit
量化 |    声道0    |  声道0      |    声道0    |  声道
0      |
    |           | (
低位字节)  | (高位字节)  | (低位字节)  | (高位字节
)  |
    ---------------------------------------------------------------------
    |           |                         
取样
1                         |
    |   
双声道
  |--------------------------------------------------------
    | 16bit
量化 |  声道0()  |  声道0()  |  声道1()  |  声道1(
)  |
    |           | (
低位字节)  | (高位字节)  | (低位字节)  | (高位字节
)  |
    ---------------------------------------------------------------------
                         
6 wav数据bit位置安排方式

3、小结
    
因此,根据上述结构定义以及格式介绍,很容易编写相应的wav格式解析代码。这里具体的代码就不给出了。
    注意,是定义结构体处理wave chunk的时候注意字节对齐,否则读取出来的数据对不上!


参考资料:
1、JRTPLIB@Conference DIY视频会议系统 六、G.711编码事例程序
2、WAV百度百科

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